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探讨中间分子的结构特性对分子电子器件输运特性的影响一直以来都是分子电子器件研究中关注的焦点之一。来自电极的电子布洛赫波究竟怎样通过分子散射区域,各条分子轨道如何与电极的能带相耦合,究竟是哪条分子轨道对透射占据主导地位?本文采用基于Kohn-Sham密度泛函理论的非平衡格林函数方法,首先对GuoHong等人提出的“动量滤波”方案进行考察,发现其本身存在固有缺陷,从而不具有推广性。其次又发现DavidJacob的透射本征通道方法只能分析扩展分子边界原子对透射的贡献。
为了计算抹除分子轨道对透射几率的影响,我们引入了不依赖于原子结构的Wannier基函数。Wannier基函数是一套正交而且空间局域的基函数,不仅能够精确重构赝势平面波基函数计算得到的本征态,而且基组规模较一般基函数小得多,从而方便针对特定分子轨道研究其在电子输运过程中的贡献。
我们进而证明抹除分子轨道的分析方法仍然存在缺陷。我们又对DavidJacob方法进行改进,结合Wannier基函数令分子成为扩展分子边界上的一个“原子”,通过在费米能级处构建透射系数矩阵并对角化得到了分子轨道所构成的透射本征通道,通过对投影系数的分析便可得知各分子轨道对费米能级处电子透射的贡献。此外我们还分析了分子导电本征通道与电极之间的耦合情况。